人工挖孔钢筋混凝土灌注桩施工技术

代永红

（陕西 西安市 710000）

0 引言

在建筑工程施工中，地基结构稳定性对于整个工程项目建设质量会产生较大影响。如果地基填土厚度大、成分复杂，承载力水平比较低，则首先需应用适宜的地基处理方案。人工挖孔钢筋混凝土灌注桩施工技术的适用范围广泛，可被应用于各类特殊地层施工中，进而提升基础结构稳定性。因此，亟需对人工挖孔人工挖孔钢筋混凝土灌注桩施工技术要点进行深入研究。

1 人工挖孔桩的应用优势

人工挖孔桩结构形式简单，设计参数比较少，在结构设计中，可根据地质勘察资料对设计方案进行优化调整。人工挖孔桩施工方式简单，无需大型机械设备，只需组织施工人员开挖即可，有利于减少施工成本。人工挖孔桩单桩承载力比较强，可对桩体外形尺寸、持力层实际情况进行检查，进而保证受力性能良好。在实际施工中，可同时进行多桩施工，施工速度快。对于桩基周围岩层不会造成巨大的扰动作用，桩孔整齐。浇筑施工方式便捷，在混凝土灌注施工中，不会发生钢筋笼上浮、断桩等质量问题。

2 人工挖孔桩的承载机理

人工挖孔桩承载力是由桩周摩擦力以及端承力所组成的，深基础与浅基础的承载机理有一定区别，具体如下：①在浅基础施工中，当达到破坏时，土体下沉，同时远处主体隆起，土体剪切破坏。②高杯口基础基底与基础的端承面积均比较大，由于埋深比较大，因此在实际施工中需进行大量开挖施工，当基础施工完成后即可回填土，因此长颈桩与土体之间的摩擦力会受到破坏，填土施工完成后，基础结构两侧荷载比较大，后期固结容易造成桩体与填土之间产生负摩阻力，总承载力比较低。③桩基础破坏形式与深层剪切类似，桩体长度比较大，桩顶下沉明显，同时桩周土体隆起。④大直径人工挖孔桩的承载机理主要表现为竖向变形，在侧向挤压过程中不会产生向上隆起，如果荷载比较小，则桩底土受到挤压，如果荷载比较大，则扩大头底端外侧会产生裂缝。

3 工程概况

某高层商务楼群，主楼为4幢塔楼，地上28层，裙楼地上4层，地下均为3层，总建筑面积16万m2。首先对施工区域进行现场勘察，详细了解工程地质条件、水文条件以及基础承载力实际情况。场区地下水属第四系孔隙微承压水及基岩裂隙水，含水层主要为粗砂、砂砾，砂砾及基岩强风化层，?混土角砾为弱含水层，水位平均埋深2.97m。综合考虑勘察结果以及项目施工要求，采用人工挖孔钢筋混凝土灌注桩施工技术。该工程设计总桩数为334根，桩径在1000～2600mm之间，对于桩体长度，要求根据基础埋深合理确定，37根桩径1000mm，20根桩径1100mm，42根桩径 1200mm，39根桩径 1300mm，37根桩径 1400mm，47根桩径1600mm，27根桩径1700mm，5根桩径1800mm，2根桩径1900mm，38根桩径2000mm，4根桩径2100mm，12根桩径2200mm，7根桩径2400mm，6根桩径2600mm。

4 人工挖孔钢筋混凝土灌注桩施工

4.1 人工挖孔方法

在本工程施工中，采用人工挖孔作业施工方式，利用现浇混凝土作为护壁，从上而下分节开挖，一边开挖一边进行护壁施工。护壁结构形式为外平内齿式，如图1所示，每一节护壁的高度应控制在1m左右，同时，护壁厚度为150mm+75mm，对于护壁施工所用混凝土材料，可在施工现场拌合，强度等级C25，配筋<8@200。在基岩开挖施工中，首先采用空压机带动风镐破坏基岩，如果施工难度比较大，则可利用风钻打眼，然后进行爆破施工。爆破施工应由专业爆破施工人员负责，严格依据爆破施工规范。当孔深达到10m以上时，即可利用气泵对孔内送风，风量为30L/s，如果孔内积水比较多，则需利用潜水泵排出积水。

图1 现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工

4.2 孔内制作钢筋笼施工工艺

4.2.1 孔外半成品加工

①下料。根据桩设计尺寸要求，选择不同型号的钢筋，并根据设计尺寸截开。②主筋加工。采用对焊方式连接钢筋，每根钢筋长度均应与钢筋笼长度相同。③加劲箍筋加工。对于外加劲箍筋内径，要求根据钢筋笼外径进行加工，而对于内加强筋，则应根据设计尺寸进行加工，对于钢筋材料，均采用单面焊接施工方式，搭接长度应为钢筋直径的10倍以上。④螺旋筋加工。对于螺旋筋，可采用分组加工施工方式，对于每个组圈数，可根据护壁高度、螺旋高度进行设定，而对于螺旋筋直径，则应根据护壁台阶直径进行加工。

4.2.2 孔内制作安装工艺

①准备好加工完成的螺旋筋，然后根据分组进行绑扎处理，然后下入孔内，并放置在护壁混凝土台阶上。②在桩体上、中以及下三个位置，均放置“井”字架，将钢筋笼控制在居中位置，确保保护层厚度均匀，同时还能够对钢筋笼起到支撑作用。③在各个“井”字架上，均采用外加劲箍筋进行固定，要求将外加劲箍筋放置在居中位置，同时根据主筋分布情况标记。④在主筋下放过程中，应注意逐根下放，缓慢放入至孔内，并并由孔内施工人员准确接纳，根据标记放置在设计位置，然后再利用外加劲箍筋进行绑扎。⑤根据加强筋设计间距要求，将加强筋绑扎在主筋上。⑥将螺旋筋吊放至钢筋笼主筋上。

4.2.3 孔内制作钢筋笼工艺流程

检查钢筋原材料质量，焊接试拉，根据设计要求下料，对加劲、螺旋箍筋、加强筋进行加工，主筋堆焊，运输半成品钢筋，将入箍筋下放至孔中，安装并固定井字架、外加劲箍筋，逐根放置主筋，固定主筋、外加劲箍筋，最后绑扎螺旋筋。

4.3 混凝土灌注工艺

4.3.1 灌注准备及方法选择

在桩身混凝土浇筑施工中，采用商品混凝土，该建筑工程主楼桩体强度要求为C30，而裙楼桩体强度要求则为C25。在混凝土灌注施工前，首先对孔底石渣进行全面清理，如果孔内有积水，但是比较少，则应排出积水，然后再进行串筒灌注施工，而如果孔内积水比较多，则在排出积水后，可采用导管灌注施工方式。在本工程施工中，有305根桩采用串筒灌注施工，另外18根桩采用导管灌注施工。

4.3.2 串筒灌注工艺

在串筒灌注施工过程中，串筒底与孔底之间的距离应控制在2m以内，对于混凝土塌落度，应控制在80～100mm之间。在混凝土浇筑施工中，当混凝土上升1～1.5m后，需要利用插入式振捣器进行振捣和密实处理，另外，还需采用测量绳，对混凝土面的上升高度进行测量，桩顶应超灌注顶面500mm。

4.3.3 导管灌注工艺

在导管灌注施工中，首先拼装导管，然后进行承压试验、抗拉试验等，在试验合格后即可进行施工。对于导管底扣与孔底之间的距离，应控制在300～500mm之间，在导管内，在水面以上，需设置隔水栓，同时还应根据不同桩体的桩径，对初灌量进行计算，导管首次埋入混凝土的深度应控制在0.8m以上，而对于混凝土塌落度，应控制在180～200mm之间。在进行正常灌注施工中，导管埋深在2～6m之间，桩体顶与灌注面之间的距离为500mm。

4.4 成品保护措施

在钢筋笼运输以及安装施工中，在钢筋笼对称面，需绑扎木龙骨，避免钢筋笼变形。在成孔完成后，在孔口上覆盖模板，避免杂物掉入孔内，在钢筋笼吊放过程中，由施工人员负责指挥，避免对孔壁造成碰撞破坏。当桩体混凝土强度没有达到设计要求的70%时，应注意避免碰撞或者碾压。

4.5 施工效果

在本工程施工中，挖孔桩数为323根，其中主楼153根，裙楼170根。采用孔内制作钢筋笼施工技术，能够有效提升施工效率，节约施工成本。钢筋笼重量为500t，在孔内进行制作和安装施工，孔内安排施工人员进行施工质量控制，仅20d即完成钢筋笼制作和安装，可有效保证施工工期，提升项目建设效益。

5 结语

综上所述，本文主要结合实例，对人工挖孔钢筋混凝土灌注桩施工技术要点进行了详细探究。在基础结构施工中，人工挖孔桩为比较常见的桩型，在人工成孔施工中，对于机械设备的要求比较低，施工方式快速便捷。在实际施工中，要求根据施工现场实际情况确定桩位，并分别进行开挖施工、钢筋笼制作安装以及混凝土浇筑施工，通过加强各环节质量控制，能够有效保证成桩质量。